热敏打印机的工作原理是打印头上安装有半导体加热元件，打印头加热并接触热敏打印纸后就可以打印出需要的图案，其原理与热敏式传真机类似。图像通过加热，在膜中产生化学反应生成，这种热敏打印机化学反应需在一定的温度下进行，高温会加速这种化学反应。当温度低于60摄氏度时，纸需要经过相当长，甚至长达几年的时间才能变成深色；而当温度为200摄氏度时，这种反应会在几微秒内完成。

热敏打印技术最早使用在传真机上，其基本原理是将打印机接收的数据转换成点阵的信号控制热敏单元的加热，把热敏纸上热敏涂层加热显影。热敏打印机已在POS终端系统、银行系统、医疗仪器等领域得到广泛应用。热敏打印机只能使用专用的热敏纸，热敏纸上涂有一层遇热就会产生化学反应而变色的涂层，类似于感光胶片，不过这层涂层是遇热后会变色，利用热敏涂层的这种特性，出现了热敏打印技术。